Задание 34 ЕГЭ по химии · 5CEB3B

Медь реагирует с концентрированной серной кислотой с выделением диоксида серы:
Cu + 2H₂SO₄(conc.) → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O
Оксид меди(II) реагирует с серной кислотой без выделения газа:
CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O
Масса гидроксида натрия в растворе равна:
m(NaOH) = 200 г · 0,10 = 20 г
Количество вещества гидроксида натрия:
n(NaOH) = 20 г40 г/моль = 0,5 моль
Диоксид серы реагирует с гидроксидом натрия в соотношении 1:2:
SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O
Количество выделившегося диоксида серы и, следовательно, количество меди в исходной смеси:
n(SO₂) = 0,52 = 0,25 моль; n(Cu) = 0,25 моль
Пусть n(CuO) = y моль. По условию массовая доля атомов меди в смеси равна 96%:
64·0,25 + 64y64·0,25 + 80y = 0,96
Решая уравнение, получаем:
16 + 64y = 0,96(16 + 80y); y = 0,05 моль
Количество вещества сульфата меди(II) равно сумме количеств меди и оксида меди(II), так как в каждой реакции образуется по одному молю CuSO₄:
n(CuSO₄) = 0,25 + 0,05 = 0,30 моль
Масса соли в образовавшемся растворе:
m(CuSO₄) = 0,30 моль · 160 г/моль = 48 г
Масса исходной смеси:
m(смеси) = 0,25·64 + 0,05·80 = 20 г
Масса выделившегося диоксида серы:
m(SO₂) = 0,25 моль · 64 г/моль = 16 г
Так как серная кислота взята в избытке, масса раствора после реакции равна массе исходных веществ за вычетом массы выделившегося газа:
m(раствора) = 472 + 20 - 16 = 476 г
Массовая доля сульфата меди(II) в растворе:
ω(CuSO₄) = 48 г476 г·100% ≈ 10,1%